專利名稱：隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及公路、鐵路隧道，特別涉及隧道的支護(hù)結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
公路、鐵路隧道開挖后需通過支護(hù)結(jié)構(gòu)對圍巖進(jìn)行支護(hù)，目前，在隧道設(shè)計和施工得到普遍采用的支護(hù)結(jié)構(gòu)主要有如下兩種形式一、采用新奧法(NATM)進(jìn)行設(shè)計與施工的公路、鐵路隧道，其復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)由外到內(nèi)由初期支護(hù)噴射混凝土層、防水層、二次襯砌模筑混凝土層組成，公路隧道有時還需要在二次襯砌模筑混凝土層以內(nèi)設(shè)置防火層，鐵路隧道則通常不設(shè)置防火層。這種復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)近幾十年來在鐵路和公路隧道上得到了廣泛應(yīng)用。國內(nèi)按這種復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計和施工的部分公路和鐵路隧道，在建成運(yùn)營不久都不同程度地出現(xiàn)了隧道滲漏、襯砌開裂等，這些問題或多或少都與復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)的特征有關(guān)。其缺點主要體現(xiàn)在以下方面1.防水層通常采用合成高分子卷材，目前工程上使用較多的主要有聚氯乙烯(PVC)、熱熔膠(EVA)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)卷材等，這些材料通常易老化，其正常的工作壽命與隧道二次襯砌模筑混凝土層的耐久性存在較大差異，導(dǎo)致隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體耐久性達(dá)不到設(shè)計使用年限；2.由施工方式?jīng)Q定了初期支護(hù)噴射混凝土層平整度難以控制，或因為錨桿頭和其他構(gòu)件等尖銳突出物存在，致使鋪設(shè)防水層基面狀況較差，這些突出物易對防水層本身造成損傷，加之由于施工原因，防水層卷材的接茬工藝難以保證焊縫的質(zhì)量和效果，這些因素都易留下漏水隱患；3.支護(hù)結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生滲漏，漏水點難以查明，給結(jié)構(gòu)修復(fù)帶來很大困難。
二、采用挪威法(NMT)進(jìn)行設(shè)計與施工的隧道，一般采用單層支護(hù)結(jié)構(gòu)，在挪威等國得到了廣泛應(yīng)用。這種單層支護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用高性能噴射混凝土(HPS)材料，在隧道開挖后進(jìn)行多次復(fù)噴而成。由于高性能噴射混凝土具有較高的承載力、密實度和抗?jié)B性，因而一般均不設(shè)置防水層。但這種襯砌結(jié)構(gòu)也有以下的缺點1.高性能噴射混凝土材料價格昂貴，其價格是普通噴射混凝土的1.5倍左右，是一般模筑混凝土的4～5倍；2.高性能噴射混凝土跟模筑混凝土相比，平整度較差，增大了隧道通風(fēng)阻力，影響通風(fēng)效果。因此，這種支護(hù)結(jié)構(gòu)對通風(fēng)效果有較大影響，尤其是通風(fēng)要求較高的特長隧道，必然帶來通風(fēng)設(shè)備投資、能耗和運(yùn)營成本的增加。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，它不僅能提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體承載能力，而且施工工藝簡便，具有良好的可維修性。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本實用新型的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征包括a.初期支護(hù)噴射混凝土層，與隧道圍巖相結(jié)合；b.二次襯砌模筑混凝土層，與初期支護(hù)噴射混凝土層的內(nèi)壁相結(jié)合。
在采取上述技術(shù)措施后，由于在初期支護(hù)噴射混凝土層與二次襯砌模筑混凝土層間不設(shè)置防水層，內(nèi)壁凹凸不平的初期支護(hù)噴射混凝土層可與二次襯砌模筑混凝土層緊密結(jié)合，共同受力后不會發(fā)生層間錯動，因此能提高了襯砌結(jié)構(gòu)的整體承載能力。與現(xiàn)有復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)相比較，本實用新型的支護(hù)結(jié)構(gòu)在具備同等安全度的條件下，可減小襯砌厚度，而且施工工藝簡便，從而可有效地降低隧道建設(shè)成本。后續(xù)施工時二次襯砌已經(jīng)施作完畢，隧道結(jié)構(gòu)本身已具備足夠的安全度，因此施工安全性得以提高。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為滿足公路、鐵路隧道對防水性能的要求，可在所述二次襯砌模筑混凝土層的內(nèi)壁上設(shè)置防水層。由于在鋪裝或掛設(shè)安裝防水層前，可充分檢驗二次襯砌模筑混凝土層的自防水能力和暴露防水工作縫的施作質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)問題可及時修復(fù)，因此本實用新型的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)具有良好的可維修性。即使隧道在運(yùn)營中產(chǎn)生了滲漏，漏水點也很明確，易對其進(jìn)行局部修復(fù)，以確保隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體耐久性達(dá)到設(shè)計使用年限。防水層內(nèi)壁平整，所形成的隧道內(nèi)空表面平整美觀，隧道通風(fēng)阻力小，通風(fēng)效果良好，有利于降低通風(fēng)設(shè)備投資和能耗，減少運(yùn)營成本。
在上述技術(shù)方案中，所述防水層可貼壁鋪裝于二次襯砌模筑混凝土層的內(nèi)壁上，也可以通過安裝構(gòu)件離壁掛設(shè)于二次襯砌模筑混凝土層的內(nèi)壁上。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，為滿足公路隧道對防水和防火性能的要求，并減少施工步驟和降低隧道施工成本，所述防水層為防水防火復(fù)合層。
本實用新型的有益效果是，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體承載能力增強(qiáng)，可減小襯砌厚度，而且施工工藝簡便，從而可有效地降低隧道建設(shè)成本；當(dāng)防水層產(chǎn)生老化或不能滿足防水要求時，能夠較容易找到漏水點，可及時進(jìn)行更換或?qū)ζ溥M(jìn)行局部修復(fù)，因此具有良好的可維修性，且不會對承載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，操作簡便，可有效保證了隧道結(jié)構(gòu)整體耐久性達(dá)到設(shè)計使用年限。


本說明書包括如下三幅附圖圖1是現(xiàn)有公路隧道復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實用新型隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中零部件、部位及編號初期支護(hù)噴射混凝土層10、防水層15、二次襯砌模筑混凝土層20、防火層25、安裝構(gòu)件26、防水層30。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有公路隧道中所采用的復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。參照圖1，現(xiàn)有的隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)由初期支護(hù)噴射混凝土層10、防水層15、二次襯砌模筑混凝土層20、防火層25組成。初期支護(hù)噴射混凝土層10由噴射在隧道圍巖上的混凝土形成。在這種復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)中，初期支護(hù)噴射混凝土層10與二次襯砌模筑混凝土層20沒有形成緊密結(jié)合，在受力后易會發(fā)生層間錯動，整體承載能力較差，隧道建成運(yùn)營后易出現(xiàn)隧道滲漏、襯砌開裂現(xiàn)象。防水層15鋪設(shè)于初期支護(hù)噴射混凝土層10的內(nèi)壁上，目前防水層15多采用合成高分子卷材，如聚氯乙烯(PVC)、熱熔膠(EVA)、高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)卷材等，由于這些材料通常易老化，其正常的工作壽命與隧道模筑混凝土耐久性存在較大差異，導(dǎo)致隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體耐久性達(dá)不到設(shè)計使用年限。由于初期支護(hù)噴射混凝土層10的平整度難以控制，或因為錨桿頭、突出的構(gòu)件等尖銳突出物存在，致使鋪設(shè)防水層15的基面狀況較差，易對防水層15本身造成損傷，而且防水層15卷材的接茬工藝難以保證焊縫的質(zhì)量和效果，易留下漏水隱患。顯然，這種復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)一旦發(fā)生滲漏，漏水點難以查明，對結(jié)構(gòu)修復(fù)帶來很大困難。
參照圖2和圖3，本實用新型的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)包括a.初期支護(hù)噴射混凝土層10，與隧道圍巖相結(jié)合；b.二次襯砌模筑混凝土層20，與初期支護(hù)噴射混凝土層10的內(nèi)壁相結(jié)合。
所述初期支護(hù)噴射混凝土層10同樣由噴射在隧道圍巖上的混凝土形成，以對開挖后的隧道構(gòu)成初期支護(hù)。根據(jù)圍巖條件，初期支護(hù)噴射混凝土層10的厚度一般在5～30cm。
所述二次襯砌模筑混凝土層20與初期支護(hù)噴射混凝土層10的內(nèi)壁相結(jié)合，即在初期支護(hù)噴射混凝土層10形成后適時澆筑二次襯砌模筑混凝土層20。二次襯砌模筑混凝土層20的厚度一般在35～60cm。由于內(nèi)壁凹凸不平的初期支護(hù)噴射混凝土層10可與二次襯砌模筑混凝土層20緊密結(jié)合，共同受力后不會發(fā)生層間錯動，因此能提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體承載能力。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，為滿足公路、鐵路隧道對防水性能的要求，可在所述二次襯砌模筑混凝土層20的內(nèi)壁上設(shè)置防水層30。防水層30相對于二次襯砌模筑混凝土層20內(nèi)置，防水層30的施工十方簡便。由于當(dāng)鋪設(shè)或掛設(shè)安裝防水層30時，二次襯砌模筑混凝土層20已經(jīng)施作完畢，隧道結(jié)構(gòu)本身已具備足夠的安全度，因此可提高防水層30施工的安全性。由于二次襯砌模筑混凝土層20內(nèi)壁平整，鋪設(shè)或掛設(shè)防水層30后所形成的隧道內(nèi)空表面平整美觀，隧道通風(fēng)阻力小，通風(fēng)效果良好，有利于降低通風(fēng)設(shè)備投資和能耗，減少運(yùn)營成本。此外，防水層30具有良好的可維修性，在鋪裝或掛設(shè)安裝防水層30前，可充分檢驗二次襯砌模筑混凝土層20的自防水能力和暴露防水工作縫的施作質(zhì)量，若發(fā)現(xiàn)問題可及時修復(fù)，即使隧道在運(yùn)營中產(chǎn)生了滲漏，也容易找到漏水點，并對二次襯砌模筑混凝土層20或防水層30進(jìn)行局部修復(fù)。
為滿足公路隧道對防水和防火性能的要求，并減少施工步驟和降低隧道施工成本，所述防水層30為防水防火復(fù)合層。所述防水層30可優(yōu)選地采用防水防火復(fù)合材料制成，即防水層30由具有防水和防火性能的復(fù)合材料制成，或者將防水層與防火層復(fù)合為一體，也可在防水層30內(nèi)壁上噴涂防火涂料。
所述防水層30的設(shè)置方式通?？梢圆捎孟率鰞煞N方式參照圖2，防水防火復(fù)合層30貼壁鋪裝于二次襯砌模筑混凝土層20的內(nèi)壁上；參照圖3，防水防火復(fù)合層30通過安裝構(gòu)件26離壁掛設(shè)于二次襯砌模筑混凝土層20的內(nèi)壁上，一般而言，防水防火復(fù)合層30距離二次襯砌模筑混凝土層20內(nèi)壁2～10cm。
需要指出的是，上面所述只是用圖解說明本實用新型隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的一些原理。由于對相同技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說是很容易在此基礎(chǔ)上進(jìn)行若干修改和改動的，因此本說明書并非是要將本實用新型隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)局限在所示和所述的具體結(jié)構(gòu)和適用范圍內(nèi)，故凡是所有可能被利用的相應(yīng)修改以及等同物，均屬于本實用新型專利所申請的專利范圍。
權(quán)利要求1.隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是它包括a.初期支護(hù)噴射混凝土層(10)，與隧道圍巖相結(jié)合；b.二次襯砌模筑混凝土層(20)，與初期支護(hù)噴射混凝土層(10)的內(nèi)壁相結(jié)合。
2.如權(quán)利要求1所述的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述二次襯砌模筑混凝土層(20)的內(nèi)壁上還設(shè)置有防水層(30)。
3.如權(quán)利要求2所述的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述防水層(30)為防水防火復(fù)合層。
4.如權(quán)利要求2或3所述的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述防水層(30)貼壁鋪裝于二次襯砌模筑混凝土層(20)的內(nèi)壁上。
5.如權(quán)利要求2或3所述的隧道襯砌支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述防水層(30)通過安裝構(gòu)件(26)離壁掛設(shè)于二次襯砌模筑混凝土層(20)的內(nèi)壁上。
6.如權(quán)利要求5所述的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述防水復(fù)合層(30)距離二次襯砌模筑混凝土層(20)內(nèi)壁2～10cm。
7.如權(quán)利要求1所述的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是初期支護(hù)噴射混凝土層(10)的厚度為5～30cm。
8.如權(quán)利要求1所述的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述二次襯砌模筑混凝土層(20)的厚度為35～60cm。
專利摘要本實用新型公開了一種隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)，旨在提供一種不僅能提高支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體承載能力，而且施工工藝簡便且具有良好可維修性的隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)。它包括a.初期支護(hù)噴射混凝土層(10)，與隧道圍巖相結(jié)合；b.二次襯砌模筑混凝土層(20)，與初期支護(hù)噴射混凝土層(10)的內(nèi)壁相結(jié)合。本實用新型的有益效果是，隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體承載能力增強(qiáng)，可減小襯砌厚度，而且施工工藝簡便，從而可有效地降低隧道建設(shè)成本；當(dāng)防水層產(chǎn)生老化或不能滿足防水要求時，能夠較容易找到漏水點，可及時進(jìn)行更換或?qū)ζ溥M(jìn)行局部修復(fù)，因此具有良好的可維修性，且不會對承載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響，操作簡便，可有效保證了隧道結(jié)構(gòu)整體耐久性達(dá)到設(shè)計使用年限。
文檔編號E21D11/38GK2921279SQ20062003446
公開日2007年7月11日 申請日期2006年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月3日
發(fā)明者鄭金龍, 李玉文, 鄧剛, 李海清, 王聯(lián), 林國進(jìn), 田尚志, 鐘勇 申請人:四川省交通廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計研究院